鲁科版高二化学选修4有机化学基础全册完整课件

【问题导思】
①依据碳骨架的形状不同，有机化合物可分为哪些类
别？
【提示】
链状化合物 有机化合物环状化合物脂 芳环 香化 化合 合物 物
②烯烃和炔烃有官能团吗？如果有，它们的官能团分别 是什么？
【提示】 烯烃和炔烃均有官能团，它们的官能团分别
是
③怎样识别醇和酚、醛和酮、羧酸和酯？ 【提示】 醇和酚：官能团相同，醇中—OH 连接在链 烃基上，而酚中—OH 直接连在苯环上。
单键
碳碳双键
碳碳叁键
(3)烃的衍生物：烃分子中的氢原子被其他有关原子 或
原子团 取代后的产物，如乙醇(CH3CH2OH)、乙醛 (CH3CHO)、一氯甲烷(CH3Cl)等。
(4)官能团：有机化合物分子中，比较活泼、容易发生
反应并反映着某类有机化合物 共同特性 的原子或原子团。
(5)同系物 分子 结构相似
18世纪 酸、苹果酸、乳酸和草酸
萌发 和形 成阶段
基本有机理论形成：①19世纪初，瑞典化学家 贝采里乌斯 提出“有机化学”和“有机化合物” ②1828年，维勒首次在实验室里合成了有机物
尿素 ，进入了有机合成时代 19世纪
③1830年，李比希创立了有机化合物的定量分析法 ④1848～1874年，完善了碳的价键、碳原子的空间 结构理论，建立了研究有机化合物的官能团 体系， 有机化学成为较完整的学科
烷烃的命名可图解为：
主链 取代基 取代基
3．甲、乙两学生对有机物
的命名分别为
“2-乙基丙烷”和“3-甲基丁烷”，他们的命名正确吗？为 什么？
【提示】 都错误。有机物
的主链碳原
子有4个，且由从距离取代基较近的一端给碳原子编号可 知，其系统命名为2-甲基丁烷。甲同学主链未选对，乙同学 编号不正确。

碱性
酸性 中性 碱性 酸性
KNO3溶液
=7
中性
CH思3C考OO与-+交H2流OC（H3以COCOHH+3COHO-ONa溶液例）：
H2OH++OH+
CH3COONa=CH3COO-+Na+
CH3COONa 溶液
CH3COOH
？水解的离子 方程式
碱性
C(H+)<C(OH-)
NH思4+考+H与2水O交N解流H程（3·H以度2NO小+H，H4C+无l溶N液H例3放）出： H2OOH-+H+ +
②水解程度小，不标“↑”、“↓”
③ 遵守质量守恒、电荷守恒
④ 多元弱酸根离子是分步水解的， 以第一步为主。
NH4ClCl-+
强酸弱碱盐水解显酸性
H2OH++OH-
NH4+
NH3·H2O
CH3COONa+Na+ CH3COO-
强碱弱酸盐水解显碱性
H2OH++OH-
CH3COOH
NaCl溶液呈中性：
从而使溶液呈酸性或碱性。
向 酚N酞Na2a，C2CO溶O3液3溶变液红中色滴入
盐 CO我32-不水解是使碱溶我液是显碱性！
CO32-+H2OHCO3-+OH-
ห้องสมุดไป่ตู้
第一步
HCO3-+H2OH2CO3+OH-
第二步
多元弱酸根的水解是分步进行的，第一 步水解程度大。
水解离子方程式的书写注意事项
①存在水解平衡，用“”
高中化学课件

【慎思 2】 在进行中和反应反应热测定时，若实验所用 Na
OH溶液因吸收少量 CO2而变质，则该 NaOH是否影响中和反应
的反应热测定？ 提示 影响。因为加入的盐酸会与Na2CO3反应，从而改变
反应放出的热量而影响中和反应的反应热的测定。
【慎思 3】 请用表格的形式比较热化学方程式与普通化学
方程式的差别：
第1课时 化学反应的反应热、焓变
笃学一 1.反应热
化学反应的反应热
(1) 概念：化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行 时，反应所 释放或吸收 的热量称为该反应在此温度下 的热效应，简称为反应热。 (2)符号：用Q表示，Q>0，表示 反应吸热 ； Q<0，表示。反应放热
2．反应热的测定
(1)主要仪器 量热计 ：它是由内、外两个筒组成的，内筒是
ΔH<0 ΔH>0
放热反应 吸热反应
(2)表达式的理解：反应物的键能越小，稳定性越弱，能量
就越高，破坏它需要的能量就越小；生成物的键能越大，稳定
性越强，能量就越低，释放的能量就越大，故需要放出能量，Δ H为负；反之，ΔH为正。
2．反应热与物质能量变化的关系 放热反应
关系 表示 方法 反应产物具有的总能量 ΔH<0
(2)ΔH 只能写在热化学方程式的右边且中间有空格。若为
放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的
单位一般为kJ·mol－1，该单位是表明参加反应的各物质的物质 的量与化学方程式中各物质的化学式的系数相对应，并不是指1
mol物质发生反应。
(3)注明反应条件 焓变 (ΔH)与测定条件 ( 温度、压强等 ) 有关，如同一反应在 不同温度下进行时的焓变是不同的。因此书写热化学方程式时 应注明 ΔH 的测定条件。绝大多数 ΔH 是在 25℃、 101325Pa 下测 定的，此时可不注明温度和压强。 (4) 热化学方程式中 ΔH 的数值必须与化学式前面的系数相 对应。

二、反应焓变与反应方向 反应焓变是一个与④_反__应__能__否__自__发__进__行__有关的因素。多数 能自发进行的化学反应是⑤_放__热__反__应__。但是,有不少吸热 反应也能⑥_自__发__进__行__,还有一些吸热反应在室温条件下不 能⑦_自__发__进__行__,但在较高温度下则能⑧_自__发__进__行__。因此, 反应焓变是与⑨_反__应__能__否__自__发__进__行__有关的一个因素,但不 是⑩_唯__一__因素。
ΔS 能否自发进行
<0
化学反应
ΔH
ΔS
能否自发进 行
① CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
>0
不能
② 2Mg(s)+O2(g) 2MgO(s) <0 <0
能
③
2Na(s)+2H2O(l) 2NaOH(aq)+H2(g)
<0 >0
能
④ 2CO(g) 2C(s)+O2(g)
不能
1 对于同一种物质,三种状态转变时熵值的大小顺序如何?
三、反应熵变与反应方向 对于一个由 11 _大__量__粒__子__组成的体系,人们定义一个物理量— —熵来描述体系的 12__混__乱__度_,符号为S。熵值越大,体系混乱 度13 __越__大_;在同一条件下,不同物质的熵不同;而同一物质的 熵与其14 _聚__集__状__态__及外界条件有关,如对同一物质来说, 15__S_(_g_)_>_S_(_l_)_>_S_(_s_)_。 反应熵变ΔS= 16 _反__应__产__物__总__熵___- 17_反__应__物__总__熵___。 熵 18_增__加__有利于反应的自发进行,有些熵减小的反应在一定 条件下也可以 19__自__发__进__行__。

则发生反应时就需要从外
吸收 能量 ( 即 ______ 吸热 界 _______
反应) ΔH____0。 反应过程
>
中的能量变化如图 1－1－ 1 所示：
图 1－1－1
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【思维拓展】 1. 生成物能量一定低于反应物总能量 ， 这种说法对 吗？ 2．物质的能量与其稳定性有什么关系？
提示：1.生成物的总能量低于反应物的总能量的反应，是 放热反应，若是吸热反应则相反。 2．物质具有的能量越低越稳定
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C
[解析] 当反应物的总能量高于生成物的总能量时， 反
应放热，故 C 项正确；放热反应不一定不需要加热，如铝热 反应需要高温引发，D 项错误：
│ 新课探究
【特别提醒】 反应物或生成物的状态变化与反应热的关系 由于气体变成液体、液体变成固体均会放热 ，若是放 热反应，生成固体放出的热量 ____生成液体放出的热量 ____ 生成气体放出热量； 若是吸热反应， 生成气体吸收的热量____ 生成液体吸收的热量 ____生成固体吸收的热量；由固体变成 液体、液体变成气体时则相反。
│ 新课探究
新课探究
► 知识点一 反应热与焓变的关系 1．焓的意义 能量 的物理量，符号为____ H 。 焓是用来描述物质所具有的______ 不同的物质所具有的能量不同，其焓也不同，用焓的变化来 描述与反应热有关的能量变化。 2．反应焓变 ΔH 表示，单位为_________( 用符号_____ kJ· mol－1 或________) J· mol－1 ，数学表 H(生成物)－H(反应物 达式为Δ H＝________________ 。 )
│ 新课探究
【思维拓展】 1.浓硫酸与氢氧化钠反应生或 1 mol H2O 放出的热量 是 57.3 kJ 吗？

自主预习 合作探究
有机化合物的结构与性质
有机化合物的同分异构现象 有机化合物 结构与性质的关系
目标导航 预习导引
自主预习 合作探究
1.认识同分异构现象和同分异构体。 2.了解碳原子的饱和程度对有机化合物性质的重要影响。 3.理解共价键的极性对有机化合物性质的重要影响。
1.同分异构现象和同分异构体。 2.有机化合物结构与性质的关系。
CnH2n+2
写出其同分异构体 去一个氢原子连一个
2.若一个苯环上连有2个取代基时,其同分异构体有何规律?若连有3个呢?
答案:一个苯环上连有2个取代基时,两个取代基在苯环上可处于相邻、相间、
相对三种位置,即有邻、间、对三种同分异构体。当一个苯环上连有3个取代基时,
也是先固定两个(邻、间、对),然后在这三种结构中,再连接第3个取代基。应注意,
①多
注意事项 ②相同
①不同
②相似
①相同 相同
③不变
实例
16O、17O、 18O
C50、C60、C80 CH4、C2H6
CH3COOH、HCOOCH3
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自主预习 合作探究
一二三
2.互为同分异构体的物质具有相同的通式,具有相同通式的物质一定互为同分异 构体吗?
答案:不一定。互为同系物的物质也具有相同的通式,互为同系物的物质一定不 是同分异构体。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
解析:丁烷的两种同分异构体为CH3CH2CH2CH3、 中连接—OH可以产生CH3CH2CH2CH2OH、
。在前者结构 两种醇;在后者结构中
连接—OH可以产生
、
两种醇,故共有4种。
答案:C
问题导学 即时检测

苯甲醛是组成最简单的芳香醛,结构简式为 。 苯甲醛是 一种有杏仁气味的液体,沸点为 178 ℃,工业上称为苦杏仁油,是制 造染料、香料的重要中间体。 (4)丙酮 丙酮是一种有特殊气味的液体,沸点是 56.2 ℃,可跟水、 乙醇及 乙醚等以任意比互溶。丙酮还能够溶解脂肪、树脂和橡胶等很多有 机物,它是一种重要的有机溶剂。
RCH2OH
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一
二
三
一、醛、酮的同分异构体的探究 活动与探究 1.分子式为 C5H10O 的醛和酮的同分异构体有如下几种,试说明 这些同分异构体的关系类型。
①CH3CH2CH2CH2CHO ② ③ ④
⑤
⑥
⑦
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一
二
三
官能团类型异构,如:①和③、②和④、 ⑥和⑦等 答案: 官能团位置异构,如:①和②、③和④等 碳骨架异构,如:①和⑥、③和⑦等(以上 答案:均不唯一,合理即可)
解析:—C4H9有4种同分异构体,分别与—CHO相连,形成4种醛。 答案:B
问题导学
即时检测
一
二
三
迁移训练1分子式为C4H8O的有机物,能发生银镜反应的同分异 构体有( )种 A.1 B.2 C.4 D.5
解析:C4H8O的化合物能发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),故 该物质分子式可写为C3H7—CHO,—C3H7有2种同分异构体,故 C3H7—CHO也有2种结构。 答案:B
,饱和一元酮的通式是 CnH2nO,如最简单的酮是丙酮,其 结构简式为 。
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2.几种常见的醛、酮 (1)甲醛 甲醛也叫蚁醛,是一种无色具有强烈刺激性气味的气体,易溶于 水。甲醛的分子式为 CH2O,结构简式为 HCHO。甲醛也有广泛的用 途,35%~40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛的水溶液具有杀菌 和防腐能力,是一种良好的杀菌剂。甲醛也是一种重要的有机原料, 应用于塑料工业(如制脲醛树脂、酚醛树脂)等。 (2)乙醛 乙醛是一种具有刺激性气味的液体,易挥发,密度比水小,沸点是 20.8 ℃,易溶于水。可由乙醇氧化得到。 (3)苯甲醛

③S(混合物)S(纯净物)。 ＞
越大
2．熵变
(1)概念：与反之应差产。物总熵
反应物总熵
(2)计算式：ΔS＝。ΣS(反应产物)－ΣS(反应物)
(3)正负判断依据
①物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过
程，熵变为，正是值熵的过程增。加
②气体的物质的量增大的反应，反应熵变的数值通常都 是，是正熵值的反应。 增加
①的ΔH(298K)＝74.848kJ·mol－1 ΔS(298K)＝80.674J·m ol－1·K－1
② 的 ΔH(298K) ＝ 376.426kJ·mol － 1 ΔS(298K) ＝ 220.211 J·mol－1·K－1
已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如 下问题：
(1)判断反应①是高温自发还是低温自发________(填“高 温”或“低温”)。
答案 A
自发过程中的焓变和熵变的关系
【 体 验 1】 下 列 关 于 化 学 反 应 的 自 发 性 叙 述 正 确 的 是 ( )。
A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的 B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的 C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的 D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的 解析 ΔH＜0，ΔS＞0，该反应一定能自发进行；ΔH＞ 0，ΔS＜0，该反应一定不能自发进行；ΔH＞0，ΔS＞0，该反应 在较高温度下能自发进行；ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在较低温度 下能自发进行。 答案 A
答案 B
实验探究六 化学反应的方向判据在化工生产中的实际应用 【案例】碳黑是仅次于钛白粉的重要颜料，全世界年消耗橡 胶碳黑约六百万吨，着色和其他用途等特殊碳黑约为二十五万 吨。已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反 应：①CH4(g)―→C(s)＋2H2(g) ②2CH4(g)―→C2H2(g)＋3H2(g)。 某同学为了得到用天然气制取碳黑的允许温度范围和最佳温 度，在图书馆查到如下热力学数据：

答案
C
1．外界条件使平衡发生移动的原因是使Q≠K。
2．通常所说的加压是减小体积，减压是增大体积。 3．与反应无关的气体对化学平衡影响规律。 ①若容器恒温、恒容，充入无关气体虽改变了容器内气体 的总压强，但却没有改变气体的浓度，故平衡不移动； ②若容器恒温、恒压，充入无关气体就会使容器的容积增 大，各组分浓度减小，从而使化学平衡向气体体积增大的方向 移动； ③如果方程式中生成物和反应物的系数相等时，当一种无 关气体加入到已达平衡的化学体系中，不论什么情况都不会使 平衡移动。
实验用品、仪器：烧杯、玻璃棒、胶头滴管
试剂： FeCl3(aq)(0.1mol·L － 1,1mol·L － 1) ， KSCN(aq)(0.01 mol·L－1，1.0mol·L－1)，KCl(s)，NaF(aq)(1.0mol·L－1)
【实验步骤】
1．往250mL烧杯中加入100mL蒸馏水，然后加入10mL0.0 1mol·L－1FeCl3溶液，再加入10mL0.01mol·L－1KSCN溶液，溶
ΔH＜0，下
列各图正确的是(
)。
解析
升温平衡左移，w(C)减小，加压v正、v逆均增大，
但 v正 增大的倍数多；催化剂不能改变平衡；加压 A的转化率升 高，温度升高，A的转化率减小。 答案 A
实验探究八 【猜想与假设】
浓度对化学平衡的影响
假设1：可逆反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加反
应物浓度，使平衡正向移动。 假设2：可逆反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加反
FeCl3和KSCN溶液反应 编 混合液 滴加的 号 颜色 溶液 1 橙红色 溶液颜色变化 平衡移动方向 ③向____移动
2
3 4 5
橙红色

5.以电离为主原则
该原则是指一元弱酸(HA)与该弱酸的强碱盐(NaA)等体积等浓度混合 时,因 HA 的电离程度大于 A-的水解程度,溶液呈酸性。
例如:0.10 mol·L-1 的 CH3COOH 溶液与 0.10 mol·L-1 的 CH3COONa 溶液 等体积混合,溶液中有如下关系:
[CH3COO-]>[Na+]>[CH3COOH]>[H+]>[OH-] 而在 0.10 mol·L-1 的 NaHSO3 的溶液中,由于电离大于水解,溶液显酸性, 则有如下关系:
本章整合
-1-
知识网络
专题归纳
知识网络
专题归纳
知识网络
专题归纳
专题一
专题二
专题一 溶液酸碱性的判断
溶液酸碱性最根本的依据是[H+]和[OH-]的相对大小。若[H+]=[OH-], 显中性;若[H+]>[OH-],显酸性;若[H+]<[OH-],显碱性。在常温下还有下列依 据:
1.pH 相同的酸(或碱),酸(或碱)性越弱,其物质的量浓度越大。 2.pH 相同的强酸和弱酸溶液,加水稀释相同的倍数,则强酸溶液 pH 变 化大;碱也如此。 3.酸与碱的 pH 之和为 14,等体积混合。①若为强酸与强碱,则 pH=7; ②若为强酸与弱碱,则 pH>7;③若为弱酸与强碱,则 pH<7。 4.等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合 (1)若二者 pH 之和为 14,则溶液呈中性; (2)若二者 pH 之和大于 14,则溶液呈碱性; (3)若二者 pH 之和小于 14,则溶液呈酸性。 5.利用盐类水解规律,可判断溶液的酸碱性,进而利用酸碱性判断或证 明酸或碱的强弱。

1．下列说法中正确的是( ) A．某溶液中[H＋]＝[OH－]＝10－8 mol·L－1，该溶液呈中 性 B．溶液中若[H＋]>10－7 mol·L－1，则[H＋]>[OH－]，溶液 显酸性 C．[H＋]越大，则 pH 越大，溶液的酸性越强 D．pH 为 0 的溶液，其中只有 H＋，无 OH－
【解析】 溶液的酸碱性取决于[H＋]和[OH－]的相对大 小，当[H＋]＝[OH－]时溶液一定呈中性；只有在 25 ℃时[H ＋]>10－7 mol·L－1 溶液才显酸性，若在 100 ℃时[H＋]＝[OH－] ＝10－6 mol·L－1，[H＋]>10－7 mol·L－1，溶液呈中性；[H＋]越大， pH 越小；任何溶液中既含有 H＋，又有 OH－。
①若所得混合液为中性，且 a＝12，b＝2，则 Va∶Vb＝ ________。
②若所得混合液的 pH＝10，且 a＝12，b＝2，则 Va∶Vb ＝________。
【解析】 (1)0.01 mol·L－1 NaOH 溶液的 pH＝11，则 KW＝[H＋]·[OH－]＝1×10－11×0.01＝1×10－13。
利用该式，若已知酸碱的体积比，则可推知酸碱 pH 的 关系；同理若已知酸碱的 pH 关系，则可推知酸碱的体积比。
在 25 ℃时，有 pH＝a 的盐酸和 pH＝b 的 Na溶液， 问：
(1)若 a＋b＝14，则 Va/Vb＝________(填数字)。 (2)若 a＋b＝13，则 Va/Vb＝________(填数字)。 (3) 若 a＋ b>14，则 Va/Vb ＝ ________( 填表达式 )，且 Va________Vb(填“>”、“<”或“＝”)。 (4)若 a＋b＝15，则 Va/Vb＝________(填数字)。

解析
(1)观察反应的特点可以得出要想使平衡正向移动，Biblioteka 可以采取的措施为低温、高压。
(2)由于400～500℃是较高温度，而升高温度虽然会使反应 速率加快，但是通过上表分析对生成物的产率影响不大，所以
主要原因是此温度时催化剂的活性最大。
(3) 因为在常压下 400 ～ 500℃ 时， SO2 的转化率已经很高 了，若再加压，对设备及动力系统要求高，加大了成本和能量 消耗，故采用常压。 (4)增大氧气的浓度，相当于增大了反应物的浓度，使平衡 向生成SO3的方向移动，提高二氧化硫的转化率。 (5)尾气是一种污染性气体，所以在反应结束后需对其进行 尾气处理，以减少对环境的污染。
第四节
化学反应条件的优化——工业合成氨
1 ．浓度、温度、压强和催化剂对化学反应速率各有什么 影响？ 提示 增大浓度、升高温度、增大有气体参与反应的压强
和使用催化剂能加快反应速率；减小浓度、降低温度和压强能
减慢反应速率。
2．浓度、温度、压强对化学平衡的移动各有什么影响？
提示
(1) 浓度：增大反应物浓度，平衡向正反应方向移
以促使合成氨的反应正向进行，有利于氨的合成，但是在工业
生产中要考虑设备的实际条件，可以在允许的条件下尽量的增 大压强。
【慎思 2】 合成氨工业生产中，为什么采用未转化的合成
气循环使用？ 提示 合成氨反应中，反应物的转化率并不高，如果让N2
和H2的混合气体只一次通过合成塔起反应是很不经济的，应将
分离液氨后的未转化的合成气进行循环使用，并及时补充 N2和 H2，使反应物保持一定的浓度，有利于合成氨反应的进行。
【例1】关于工业合成氨的叙述中，错误的是( 压下进行 B．温度越高越有利于工业合成氨